автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Разработка и исследование методов геодезического обеспечения эксплуатации перегрузочного комплекса реакторов РБМК

УДК 528.48:681.3.06

На правах рукописи

То ОД

Михеев Юрий Иннокентьевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЕРЕГРУЗОЧНОГО КОМПЛЕКСА РЕАКТОРОВ РБМК

05.24.01 Геодезия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2000

Работа выполнена в Сибирской государственной геодезической академии.

Научныу руководитель

кандидат технических наук, профессор Середович В.А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Асташенков Г.Г.; кандидат технических наук, доцент Твердовский В.И.

Ведущая организация - Производственное объединение

"Инженерная геодезия", г. Новосибирск

к

Защита состоится «21» декабря 2000 г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 064.14.01 в Сибирской государственной геодезической академии (СГГА) по адресу: 630108, Новосибирск, 108, ул. Плахотного, 10, СГГА, аудитория 403.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГГА. Автореферат разослан «20» ноября 2000 г.

И.О. ученого секретаря

Изд. Лиц. №ЛР 020461 от 04.03.1997. Подписано в печать 17.11.2000. Формат 60x84/16 Печать цифровая Объем 1.67 усл. п.л. 1,35 уч-изд. л. Тираж 100 Заказ Í02., 630108, Новосибирск, 108, Плахотного, 10. РИО Отпечатано в КПЛ СГГА на RICON VT3500, Плахотного, 8.

диссертационного совета

Гук А.П.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы.

Реализация энергетической программы - одно из основных условий развития промышленности на базе новейших достижений науки и техники. Важная роль в обеспечении электроснабжения принадлежит атомной энергетике. Проблема обеспечения надежности эксплуатации энергетического оборудования атомных электростанций (АЭС) приобретает первостепенное значение. Роль высокоточных геодезических измерений в осуществлении данной технической, технологической и экологической задачи состоит в обеспечении необходимой точности сопряжения отдельных конструкций и технологических элементов, что является непременным условием безаварийной эксплуатации сложного оборудования АЭС.

В настоящее время реакторами большой мощности канального типа (РБМК) оснащены и эксплуатируются реакторные блоки таких атомных электростанций, как Ленинградская, Курская, Смоленская, Игналинская и Чернобыльская. Как известно, одним из основных достоинств АЭС с реакгорами канального типа является их работа без снижения мощности при замене ядерного топлива - тепловыделяющих сборок (TBC).

Перегрузка топлива реакторов канального типа подразумевает взаимодействие различных компонентов оборудования и сооружений, так или иначе участвующих в этом процессе. Их геометрические параметры и взаимное пространственное положение в момент перегрузки строго определены в нормативных документах.

Усилиями ученых-геодезистов разработаны и реализованы на АЭС с РБМК методы, средства и технологии, обеспечивающие контроль геометрических параметров узлов перегрузочного комплекса при выполнении выгрузки и загрузки реактора. Однако опыт выполнения этих работ выявил ряд проблем:

- несоответствие некоторых нормативных требований реальным тре-

бованиям технологии перегрузки (например, допускаемое нормативными требованиями превышение высотных отметок головок рельсов тележки разгру-зочно-загрузочной машины (РЗМ) приводит к недопустимым отклонениям оси скафандра РЗМ от вертикального положения;

- отсутствие надежного входного контроля прямолинейности подвесок TBC - одного из главных факторов надежности перегрузки реактора;

- необходимость разработки мер по устранению влияния преднамеренного выгиба балок моста РЗМ, приводящего к недопустимым отклонениям оси скафандра РЗМ от вертикального положения при перегрузке удаленных от центра каналов реактора;

- необходимость анализа системы допусков на геометрические параметры всех участвующих в перегрузке узлов технологического оборудования.

Таким образом, разработка и исследование методов и технологий геодезического обеспечения эксплуатации перегрузочного комплекса реакторов РБМК является важной научно-технической задачей, что подтверждает актуальность данных исследований.

Целью работы является разработка методов и средств геодезического контроля геметрических параметров сооружений и оборудования перегрузочного комплекса РБМК с учетом реальных условий действующего реактора, а также математическое и программное обеспечение обработки результатов измерений для обеспечения безопасности эксплуатации перегрузочных комплексов АЭС.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие научно-технические задачи:

выполнено математическое моделирование пространственного положения скафандра РЗМ в момент перегрузки TBC;

выполнен анализ системы допусков на геометрические параметры направляющих РЗМ на основе данных моделирования положения РЗМ;

выполнен статистический анализ неуспешных перегрузок

TBC в конкретных технологических каналах реактора;

разработана технология геодезического обеспечения устранения влияния строительного подъема балок моста РЗМ на его пространственное положение при перегрузке реактора и создана методика расчета толщины компенсирующих подкладок под направляющие;

разработана система входного контроля прямолинейности подвесок тепловыделяющих сборок;

создано программное обеспечение компьютерной обработки результатов планово-высотной съемки направляющих РЗМ;

разработан способ створных измерений с применением макрофогогра-фирования для наблюдения за тепловыми деформациями стен центрального зала.

Объекты исследования:

Ленинградская, Игналинская, Курская атомные электростанции.

Методика исследования

Практической и теоретической основой явились исследования российских ученых. Научные труды В.Д.Большакова, Ю.П.Гуляева, П.И.Брайта, Г.П.Левчука, К.Л.Проворова, В.Г.Конусова, В.К.ГТанкрушина и др. заложили теоретическую основу производства и обработки высокоточных геодезических измерений. Огромную роль в формировании методов и средств производства инженерно-геодезических работ, выполняемых на энергетических объектах всего бывшего СССР, играют научные и практические разработки ученых Сибирской государственной геодезической академии и Московского государственного университета геодезии и картографии Ямбаева Х.К., Васю-тинского И.Ю., Лесных И.В., Середовича В.А., Жукова Б.Н., Уставича Г.А., Твердовского В.И., Тыщука О. Л. и др.

Основные задачи, поставленные в работе, решались с использованием методов математического моделирования и пространственной интерпретации информации путем сбора и анализа теоретических и практических данных, реализованных во время выполнения производственных работ на АЭС.

Научная ценность работы заключается в следующем.

Для повышения надежности перегрузки реакторов РБМК были впервые выполнены исследования и получены следующие результаты:

- выполнено математическое моделирование взаимодействия направляющих моста, тележки перегрузочного комплекса и скафандра РЗМ, результаты которого позволяют получать:

а) поправки в координаты каналов при использовании автоматических систем наведения;

б) информацию о вертикальности РЗМ над любым каналом по геодезическим данным;

- на основании результатов математического моделирования взаимодействия направляющих и скафандра РЗМ выполнен анализ допусков на геометрические параметры направляющих моста и тележки перегрузочного комплекса и получены скорректированные величины допусков;

- на основании данных статистического анализа доказана зависимость возникновения неуспешных перегрузок от наличия преднамеренного выгиба (строительного подъема) балок моста РЗМ, приводящего к недопустимым кренам скафандра;

- разработана эффективная методика устранения влияния преднамеренного выгиба балок моста РЗМ и расчета величин компенсирующих подкладок;

- разработана методика и стенд входного контроля подвесок тепловыделяющих сборок реактора с расчетом величин рихтовок.

Практическая ценность работы заключается в том, что предложенные разработки в комплексе образуют технологию моделирования и исследования системы взаимодействия "РЗМ - реактор РБМК", позволяющую:

- оперативно по мере поступления новых результатов наблюдений, выполнять оценку параметров состояния системы "РЗМ - реактор РБМК";

- учитывать геодезическую и иную информацию при определении за-

кономерностей и параметров деформаций элементов перегрузочного комплекса реактора;

- осуществлять компьютерную обработку результатов геодезических наблюдений за состоянием направляющих моста и тележки РЗМ;

- выполнять входной контроль и рихтовку подвесок TBC;

- выполнять расчет толщины компенсирующих подкладок под направляющие тележки РЗМ для устранения недопустимых отклонений скафандра РЗМ от вертикальной оси.

Реализация результатов работы

На основе результатов исследований, представленных в данной работе, на Игналинской и Курской АЭС выполнен комплекс мероприятий по устранению таких воздействий на перегрузку реактора, как строительный подъем балок моста РЗМ и искривления подвесок TBC. Благодаря этому, удалось значительно снизить количество неуспешных перегрузок реактора, повысить производительность транспортно-технологического комплекса (ТТК) и избежать снижения мощности реактора при его эксплуатации.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались автором на научно-технических конференциях НИИГАиК (CITA) в период 1980-2000 гг.

Публикации

По теме диссертации опубликованы 12 научных работ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех разделов и заключения, библиографии и приложения. Общий объем работы составляет 130 страниц, 22 рисунка, 4 таблицы, 4 приложения. Библиография насчитывает 137 наименований.

Содержание работы

Во введении дан краткий обзор состояния геодезических работ на атомных электростанциях, изложено обоснование актуальности исследо-

ваний, формулируется научная новизна, цель исследований, даются общие сведения, и излагается подход к решению поставленных в работе задач.

. Первый раздел посвящен анализу современного состояния инженерно-геодезических работ по контролю геометрических параметров оборудования и. .технологических процессов на , атомных электростанциях. Приведена краткая характеристика ядерных реакторов, тепловая схема атомной электростанции, рассмотрено транспортно-технологическое оборудование АЭС и, в частности, перегрузочный комплекс центрального зала (ЦЗ) реакторного блока, а также непосредственно технологический процесс перегрузки ядерного топлива, намечены пути совершенствования способов геодезического обеспечения эксплуатации оборудования реакторных блоков АЭС, поставлена цель исследований.

Второй раздел посвящен разработке требований к технологии геодезического контроля оборудования реакторных блоков АЭС. Дана характеристика внешних условий выполнения геодезических измерений при эксплуатации оборудования АЭС и их влияния на результаты геодезических измерений. Выполнено исследование норм точности и цикличности геодезического контроля деформаций на АЭС.

В третьем разделе рассмотрено современное состояние геодезического контроля геометрических параметров оборудования реакторов РБМК.

Четвертый раздел посвящен проблеме разработки и исследования способов геодезического обеспечения перегрузки реакторов РБМК.

Перегрузка реактора РБМК - технологический процесс, требующий при его осуществлении соблюдения многочисленных нормативных требований. Главными требованиями, обеспечивающими успешную перегрузку, являются соблюдение геометрических параметров таких взаимозависимых основных компонентов перегрузки, как:

- вертикальность и прямолинейность скафандра РЗМ;

- вертикальность и прямолинейность тракта ТК;

- прямолинейность тепловыделяющей сборки.

Вертикальность скафандра РЗМ, в свою очередь, зависит от многочисленных факторов, которые необходимо выделять и учитывать. Среди них такие как геометрическое положение направляющих моста и тележки РЗМ, рельсовых путей тележки РЗМ, наличие преднамеренного выгиба (строительного подъема) балок моста РЗМ. Не решена проблема точного автоматического наведения на технологический канал. Существуют факторы, оказывающие косвенное влияние на качество перетрузки, надежность работы перегрузочного оборудования, выявление которых представляет определенные трудности, а их прогнозирование зачастую невозможно. Например, тепловые деформации стен, вызванные нарушением термоизоляции, разрушение подстилающего слоя бетона под направляющими моста РЗМ, вызванное нарушениями технологии укладки бетона при выполнении строительно-монтажных работ;

Своевременное выявление нарушения геометрических параметров технологического оборудования геодезическими методами позволяет избегать аварийных ситуаций, разрабатывать мероприятия по устранению.нежелательных явлений.

Перегрузочный комплекс реактора РБМК относится к сложным конструктивным и технологическим системам. В основе данной системы лежит взаимодействие РЗМ и технологических каналов реактора. Для эффективного управления процессом перегрузки необходимо взаимодействие РЗМ и реактора представлять в виде сложной динамической системы, параметры которой изменяются как во времени, так и в пространстве. Структурная блок-схема динамической системы взаимодействия РЗМ и реактора приведена на рисунке 1.

На подсистему «РЗМ-реактор» воздействуют как детерминированные, так и стохастические факторы. К детерминированным факторам можно отнести: технологические недостатки сборки и монтажа РЗМ, TBC и технологических каналов реактора. К стохастическим факторам относятся: осадки и

деформации фундаментов, тепловые деформации нЬсущих конструкций, разрушение подстилающего слоя бетона под направляющими РЗМ и т.д. Подсистема «РЗМ-реактор» Подсистема «геодезические наблюдения

и математическая обработка»

Р.

Р2

3 р*

X'

х

й-

в

2

8 §

1

II

2 о

« о

3 &

э а

£„£2,<$ 111

и о

а

Ё р-(

Л/'

X - вектор параметров динамической системы;

х' - вектор оценок параметров динамической системы;

у - вектор геодезических наблюдений.

Рисунок 1 - Структурная блок-схема динамической системы взаимодействия РЗМ и реактора РБМК

Математическое представление динамической системы может быть описано системой уравнений вида:

x' =1<(х'\р1',р1), (1)

где /*' - функция связи, отражающая изменение параметров системы при переходе от (I -/) к / моменту наблюдений;

¡\' - вектор детерминированных воздействий;

Р,' - вектор стохастических воздействий.

При этом вектор состояния динамической системы запишется в виде:

X' = {Хх,Х'2,Хз,Х4,Хз}7 (2)

где X', - вертикальность скафандра РЗМ;

х'2 - прямолинейность скафандра РЗМ;

Х3 - вертикальность трактов ТК;

х'4 - прямолинейность трактов ТК;

Х'5 - прямолинейность тепловыделяющей сборки.

На подсистему геодезических наблюдений и математической обработки воздействуют случайные £1 и систематические е2 ошибки геодезических наблюдений и методические ошибки моделирования & . '

Использование такого подхода дает возможность воздействовать на процесс перегрузки по следующим направлениям;

- внесение определенных усовершенствований в конструкцию РЗМ при наведении РЗМ на технологический канал с более жестким соблюдением геометрических требований (например, соосность скафандра РЗМ и ТК);

- повышение точности автоматического наведения РЗМ на ТК;

- моделирование на ЭВМ перегрузки TBC для конкретного технологического канала (учет данных о вертикальности и прямолинейности технологических каналов, о прямолинейности тепловыделяющих сборок, о взаимном положении осей магазина и стыковочного патрубка, о крене скафандра РЗМ и т.д.) и, таким образом, предотвращение аварийных ситуаций;

- выявление и прогнозирование неравномерных осадок оснований реакторного блока (по результатам нивелирования осадочных марок колонн планово-высотной съемки направляющих, нивелирования торцов технологических каналов).

Сложный технологический процесс перегрузки TBC включает в себя взаимодействие различных узлов, блоков, осей и т.п. Их положение для нормального функционирования всего технологического комплекса строго определено. В качестве контролируемых элементов в данном случае является взаимное положение осей и плоскостей этих узлов и блоков.

Применительно к АЭС рассмотрим с этих позиций, в какой зависимости находится пространственное положение вертикальной оси РЗМ в момент перегрузки топлива от положения по высоте направляющих моста и тележки РЗМ.

Считая момент перегрузки статическим моментом, выражение 2 для статической системы примет вид:

х = {нм,нту, (3)

где Hxi - вектор отметок направляющих моста РЗМ;

Нт - вектор отметок направляющих тележки РЗМ.

В свою очередь, вектор отметок направляющих моста РЗМ запишется в ввде:

где Л/, /ъ, И3, И4 - относительные отметки головок рельсов под колесами .моста РЗМ.

Вектор отметок направляющих тележки РЗМ примет выражение:

где /'б, /ь. - относительные отметки головок рельсов под колесами тележки РЗМ

Геометрическая схема контролируемых элементов направляющих моста и тележки РЗМ приведена на рисунке 2. Здесь, 1,2,3,4 - мост РЗМ, который перемещается по путям вдоль оси X; 5,6,7,8 - тележка РЗМ, которая перемещается вдоль оси У. Положение колес моста, как и его балок Ш и СЕ зависит от отметок направляющих моста А/, /ь, Из, !ц. Отметки колес тележки И & И?, и И$ по отношению к мосту РЗМ зависят от положения путей тележки. На тележке жестко крепится контейнер РЗМ с осью НН. Таким образом, положение оси скафандра РЗМ в пространстве, а, вернее, интересующее нас отклонение нижней части скафандра РЗМ от проектного положения будет зависеть от разности отметок точек направляющих, на которые опираются колеса тележки и моста РЗМ.

Определим выражения, позволяющие вычислять составляющие отклонения (в линейной мере) нижней части РЗМ от проектного положения вдоль осей X и У. В реакторном зале принято ось X задавать вдоль оси центрального зала (ЦЗ), проходящего через центр реактора с положительным направлением в сторону зала бассейнов. Ось У перпендикулярна оси X, проходит через центр реактора с положительным направлением в сторону оси 2-3.

Влияние положения тележки на составляющие крена скафандра вдоль осей X и У определяется следующими выражениями:

(5)

где Ь5, Ь6, Ъъ Ь8 - высотные отметки головок рельсов под колесами тележки РЗМ,

Ьт - расстояние между осями направляющих тележки, ат - рассгояние между осями колес тележки; Ят - расстояние от путей тележки РЗМ до пола реактора. Влияние положения моста на составляющие крена скафандра вдоль осей X и У определяется выражениями:

(8)

лЦ^-^}^, (9)

где /¡I, И2, А?, И4 - относительные отметки головок рельсов под колесами моста РЗМ;

ЬА! - расстояние между колесами моста РЗМ; а и - рассгояние между осями направляющих моста РЗМ; Бц - расстояние от направляющих моста РЗМ до пола

реактора.

Общие составляющие крена РЗМ от совместного влияния моста и тележки могут быть вычислены по формулам:

ЛЛ. = Л'у + Дл/., (10)

АГ=АГГ+А?. (11)

Значения, Агх УАЫХ, Л>., Л'" имеют положительные знаки, если крен совпадает с положительным направлением осей X и У.

//

АН

0/\/у/.....

1 // /

:.....

X

н

// /

/ / V/ /

/ У

^ /

2/ /

/

/

Рисунок 2 - Схема контролируемых элементов РЗМ

В конечном итоге, крен скафандра РЗМ, влияющий на надежность перегрузки топлива, характеризуется как величиной крена А, так и его направлением а, которые вычисляются по формулам:

А - ,/4 + 4 >

, Ау а~апиц—— . Ау

(12) (13)

При выполнении моделирования положения скафандра РЗМ по результатам геодезического контроля геометрических параметров направляющих тележки РЗМ были обнаружены значительные отклонения оси скафандра РЗМ от вертикального положения, зависящие от расположения тележки на мосту, как показано на рисунке 3. Это явление, как показали исследования, вызвано влиянием преднамеренного выгиба балок моста РЗМ (строительным подъемом).

Наличие недопустимых значений кренов скафандра подтверждается показаниями автоматического регистратора крена, приведенными в таблице 1, и данными геодезических измерений. В таблице 1 X' и У - линейное отклонение низа скафандра от проектного положения, соответственно вдоль осей X и У.

Величины отклонений скафандра РЗМ, как видно из таблицы 1, таковы, что могут оказывать существенное влияние на качество перегрузки.

Таблица 1 - Показания автоматического регистратора крена РЗМ-1

№ X' У № X' У № X' V

ТК (мм) (мм) ТК (мм) (мм) ТК (мм) (мм)

25-01 1,0 -18,0 25-17 0,5 -5,0 25-33 3,0 2,5

25-02 1,0 -17,0 25-18 0,0 -4,5 25-34 3,2 2,0

25-03 0,6 -16,0 25-18 0,5 -3,5 25-35 4,0 2,5

25-04 0,4 -15,2 25-20 1,0 -2,5 25-36 4,2 3,2

25-05 0,4 -16,0 25-21 1,0 -2,0 25-37 3,5 3,5

25-06 0,5 -14,7 26-22 1,0 -1,5 25-38 3,5 3,5

25-07 1,0 -12,0 25-23 1,5 -1,0 25-39 3,2 4,2

25-08 1,5 11,0 25-24 0,8 -0,5 25-40 2,5 4,0

25-09 2,0 -10,0 25-25 3,0 0,0 25-41 1,5 3,5

25-10 2,5 -08,0 25-26 2,0 0,0 25-42 2,0 3,5

25-11 2,5 -07,5 25-27 2,5 1,0 25-43 2,0 3,5

25-12 2,5 -07,0 25-28 3,0 1,5 25-44 1,5 3,5

25-13 2,5 -06,5 25-28 2,5 1,5 25-45 1,5 2,0

25-14. 2,0 -06,5 25-30 2,0 1,8 25-46 1,5 2,0

25-15 1,0 -06,0 25-31 2,0 2,0 25-47 1,5 2,0

25-16 0,8 06,0 25-32 ' 2,5 2,0 25-48 1,2 1,5

Для выявления зависимости качества перегрузки от влияния строительного подъема балок моста РЗМ был выполнен статистический анализ неуспешных перегрузок по их локализации на поле реактора.

Проведение дискретизации площади реактора выполнялось по следующей схеме. В качестве ячеек выбирались ячейки регулярной решетки условной палетки. Дискретизация заключалась в вычислении числа неуспешных перегрузок в пределах ячейки и отнесении вычисленного значения к узлу соответствующей ячейки.

Усреднение состояло в пересчете моделируемого показателя плотности неуспешных перегрузок внутри принятой скользящей фигуры и отнесения полученного значения плотности к центру соответствующей ячейки.

Графическое изображение рассчитанного цифрового поля неуспешных перегрузок моделировалось способом изолиний, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3 - Схема распределения неуспешных перегрузок реактора первого блока Игналинской АЭС

Анализируя схему на рисунке 3, можно выявить закономерности изменения частоты неуспешных перегрузок по полю реактора. Наибольшее изменение частот неуспешных перегрузок наблюдается вдоль оси Y. Причем эти изменения увеличиваются от центра поля реактора к его периферии. Вдоль оси X эти изменения несущественны.

Сделанные выводы были подтверждены и данными корреляционного анализа. Для этого определялась зависимость между расстоянием от центра реактора и плотностью неуспешных перегрузок. Расчеты выполнялись по следующей известной формуле

rxr=~fL- -г> 04)

I п _2 -

-*) (у, -у)

где гху - эмпирический коэффициент корреляции между переменными X и У;

х„ у,. - текущие значения соответствующих переменных (плотности частот неуспешных перегрузок);

х,у - средние арифметические из числовых значений переменных

г и у.

Результаты моделирования и выполненного анализа доказывают негативное влияние строительного подъема балок моста РЗМ на качество перегрузки. Возникающие при этом дефекты - утыкания, затирания TBC в каналах реактора приводят к снижению его мощности, повреждению TBC и неполной герметизации каналов.

Для решения этой проблемы нами было предложено использовать подкладки под направляющие тележки РЗМ.

При этом исследовались деформации мостовых балок при передвижении тележки с шагом, равным расстоянию между осями соседних ТК, ме-

тодом геометрического нивелирования короткими лучами в соответствии со схемой на рисунке 5. Для обработки результатов измерений была создана программа с использованием макроязыка в среде интегрального пакета 8ирегСа1с.

Рисунок 4 - Положение скафандра РЗМ при перемещении тележки

1 - нивелир; 2 - шкалы; 3 - тележка РЗМ; 4 - балансиры тележки; 5 - направляющие тележки.

Рисунок 5 - Схема измерения вертикальных деформаций моста РЗМ

При перемещении тележки от края моста РЗМ к его центру опорные точки (балансиры) тележки описывают кривые вида:

У,- - К-Х?, (15)

где Г/ - величина, характеризующая высотное положение опорной точки тележки;

X, - расстояние опорной точки тележки от исходного положения;

К, а - параметры, определяемые эмпирически для каждой кривой.

По полученным эмпирическим значениям У,- и X, вычислялись параметры Кп и «„. Здесь и - номер исследуемой кривой (/» = 1,...,8), / - номер точки стояния тележки РЗМ (/ = 1,...,25).

С помощью значений У, можно рассчитать толщину подкладок по формуле

(16)

где Л'/' - толщина прокладки /'-ой точки Л-го участка направляющей;

у*'" , у*1'1 - величины, вычисляемые по формуле (15) для кривых, соответственно, передней и задней опорной точки ТУ-го участка направляющей тележки РЗМ.

Эту задачу можно решить и графически, как показано на рисунке 5. Для этого, используя систему прямоугольных координат, условно принимаем положение исходной точки за начало координат. По оси абсцисс откладываем величину перемещений тележки РЗМ, а по оси ординат - изменение высотной отметки наблюдаемой точки, т.е. превышение наблюдаемой точки над исходной.

Для получения толщины подкладок на каждую координатную сетку наносится по две кривые - для передней и задней по ходу движения тележки

РЗМ опорных точек. При этом исходные точки на графике совмещаются, как показано на рисунке 6. Всего таких графиков четыре.

У

Допустимое значение

X

I — кривая, полученная для передней опорной точки; И — кривая, полученная для задней опорной точки. Рисунок 6 - Графический способ расчета компенсирующих подкладок

Собственно, толщина подкладок является расстоянием между кривыми в искомой точке. Рихтовке подлежит участок направляющей, соответствующий на графике кривой передней опорной точки (кривая I на рисунке 6).

Задача сводится к перемещению кривой I до совмещения ее с кривой И. Расчет подкладок должен быть выполнен для каждого моста РЗМ, так как в процессе наблюдений на нескольких объектах не было получено двух одинаковых картин деформаций.

По расчетным данным толщина подкладок не превышает 10 мм и, таким образом, их использование не приводит к существенному нарушению режима работы РЗМ, в то время как опыт их применения на Игналинской и Курской АЭС показал высокую эффективность - в частности, существенное снижение количества неуспешных перегрузок реактора.

Эксплуатация транспортно-технологического комплекса (ТТК) АЭС, обеспечивающая безаварийную работу реакторного блока, в большой степени зависит от положения оси скафандра в момент перегрузки топлива. Так, нормативными документами устанавливается значение отклонения оси скафандра РЗМ в момент перегрузки реактора от вертикального положения, являющееся допустимым геодезическим отклонением 8:, равное 5 мм. Средняя квадратиче-ская погрешность геодезических измерений тд для обеспечения данного допуска должна составлять 6/3 и будет равна 1,7 мм. Положение оси скафандра будет зависеть от погрешностей геометрических параметров РЗМ тг и погрешностей, обусловленных влиянием динамических характеристик тд, к которым можно отнести деформации оборудования под тяжестью скафандра. Тогда эту связь можно выразить формулой

т1=т2г+т2д. (17)

Принимая принцип равных влияний тг = тд и учитывая, что тл = 1,7 мм получим, что

1,7 мм

тг - тд = —= 1,2 мм .

\2

Влияние геометрических параметров РЗМ обусловлено положением соответствующих точек на подкрановых путях моста и тележки, определяемых из геодезических измерений. Установить зависимость между погрешностью геодезических измерений на подкрановых путях тл и погрешностью геометрических параметров тг можно на основе использования исходных формул (6-12).

Общая погрешность определения крена РЗМ из-за ошибок геометрических параметров определяется выражением

-, Ах2 -, Ау2 2 Ау2 2 Ах2 i

где Дг и Ау - составляющие кренов РЗМ по осям X и У, соответственно;

А - общий крен РЗМ;

т Т ,т Т ,1?! м ,т „, - средние квадратические погрешности определи лг л,- ДД.

ления составляющих кренов по осям X и У по измерениям на тележке и мосту РЗМ, соответственно. Обозначим:

Ах2 2 Ау2 А2 т*Тх + А2

2 A.V2 , Ау2 2

(20)

где mT,mKI - средние квадратические погрешности определения высотных отметок направляющих тележки и моста соответственно.

Принимая принцип равных влияний ( mT = m м ), получим из выражения (18) шг = гпм = тд = 0 fil мм.

Учитывая ранее установленные зависимости =1,45 -mh!,

(21)

m Т =2,21 -m ,

=1,53-m ,

(22)

m „ = 0,51 ■ m ,

W h,

подставим их в выражения (19) и (20), и, выполнив преобразования, получим:

А2 А2

+ (23)

. »»¿=Я1Л2 .(0,25^ + 2,3^-), (24)

А" А

где ткт, /яАи - средние квадратические погрешности определения из

геометрического нивелирования по измерениям на тележке и мосту соответственно.

Учитывая реальное соотношение кренов по направлениям и, прини-

Ау

мая самый неблагоприятный случай, когда -= 0; — = 1, получим из форА А

мул (23) и (24) окончательные выражения:

т1т - тт/2,2 = 0,4 мм, (25)

и1*4,=И»л//0,3 = 1,7ЛШ. (26)

Средние квадратические погрешности определения превышений по тележке тм и мосту ты составят:

">щ = т;ч - 0,6 мм, (27)

"Ч, =»4,^2 =2,4 лш. (28)

Предельные значения превышений составят

ДЛгчж> = Зя1^ =1,8лш, (29)

ЛЛ^^З/и^, =7,2лш. (30)

Анализируя результаты расчетов, можно сделать следующие выводы:

- для обеспечения необходимой точности определения кренов РЗМ измерение превышений по направляющим тележки целесообразно выполнять с погрешностью 0,6 мм; а по направляющим моста - с погрешностью 2,4 мм;

- на основании полученных значений, учитывая размеры моста и тележки РЗМ, можно установить следующие допуски на высотное положение направляющих РЗМ: разность высотных отметок направляющих тележки РЗМ не должна превышать 1,8 мм, разность высотных отметок направляющих моста РЗМ - 7,2 мм.

Одним из условий безаварийной перегрузки реактора является прямолинейность подвески тепловыделяющих сборок.

Для обеспечения прямолинейности TBC нами разработан и внедрен на Игналинской АЭС стенд входного контроля прямолинейности подвесок TBC и способ математической обработки результатов контроля с расчетом рихтовочных данных.

Он состоит из станины, выполненной из швеллера, на которой установлены опоры Oi и Ог в районе сечений 2 и 7, в соответствии с рисунком 7.

1 2 3

S,

5 6

8

Зз i

Csj

и

X

\У

Oi швто2

Рисунок 7 - Стенд контроля прямолинейности подвесок TBC

В сечениях 1,3,4,5,6,8,9 на боковой поверхности станины установлены держатели, предназначенные для закрепления индикаторов часового типа. Для исключения погрешности за вертикальные перемещения элементов под-

вески при ее вращении измерительные штоки индикаторов снабжены насадками в виде поперечных пластин, длиной от 50 до 60 мм.

Измерение на стенде производится при положениях подвески 0°,90°,180° и 270°.

При необходимости на данном стенде можно также выполнить рихтовку подвески. Величины рихтовок для сечений 2,6,7,8 (сечения 3,4,5 рихтовке не подлежат) можно получить из выражений (31):

9

=&-В!. (31)

После внедрения нашей разработки на Игналинской и Курской АЭС были выявлены недопустимые отклонения от прямолинейности у 30 % поступающих от производителя подвесок, большая часть из которых была исправлена. Реализация данной разработки позволила повысить качество перегрузки за счет снижения количества утыканий и затираний подвесок TBC при перегрузке реакторов.

Заключение

В процессе выполненных в данной работе исследований получены следующие результаты:

выполнено математическое моделирование пространственного положения скафандра РЗМ;

выполнен анализ системы допусков на геометрические парамет-

ры направляющих РЗМ на основе данных моделирования положения РЗМ, выявлено несоответствие допусков требованиям эксплуатации и даны рекомендации по их уточнению;

выполнен статистический анализ неуспешных перегрузок технологических каналов по их локализации на поле реактора и выявлена зависимость возникновения неуспешных перегрузок от наличия строительного подъема балок моста РЗМ;

разработана технология геодезического обеспечения устранения влияния строительного подъема балок моста РЗМ и расчета толщины компенсирующих подкладок под направляющие, позволяющие сократить число аварийных перегрузок;

разработана технология входного контроля прямолинейности подвесок тепловыделяющих сборок и расчета рихтовочных данных;

создано программное обеспечение математической обработки результатов планово-высотной съемки направляющих РЗМ;

разработан струнный способ створных измерений для определения горизонтальных деформаций стен центрального зала с применением макрофотографирования.

Список опубликованных работ по теме диссертации :'

1. Уставич Г.А., Михеев Ю.И., Черепанов Д.А. и др. Геодезические работы при монтаже направляющих РЗМ реактора РБМК // Геодезия и картография. - 1986. - № 1. - С. 17 - 19.

2. Уставич Г.А., Михеев Ю.И., Тыщук О.Д. и др. Исследование деформаций турбоагрегата К-500-65/3000 и его фундамента // Электрические станции. - 1984. - № 1. - С. 4 - 6.

3. Середович В.А., Михеев Ю.И. Задачи геодезическиго обеспечения перегрузочного комплекса реакторов типа РБМК. Совершенствование мето-

дов инженерно-геодезических работ // Межвуз. сб. науч. тр./НИИГАиК. -1988.-С. 94-99.

4. Тыщук О.Л., Михеев Ю.И. Определение деформаций турбоагрегатов К-500/65-3000 в горизонтальной плоскости // Межвуз. сб. науч. тр./НИИГАиК.-1982.-Т. 16(56).- С.41-49.

5. Исследование деформаций оборудования и сооружений ЛАЭС: Отчет о НИР (промежуточ.уНовосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.Г. Конусов. - № ГР 81072371,- Новосибирск, 1983,- 59 е.- Отв. исполн. О.Л. Тыщук.

6. Исследование деформаций оборудования и сооружений ЛАЭС: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.Г. Конусов. - № ГР 81072371,- Новосибирск, 1985,- 88 е.- Отв. исполн. О.Л. Тыщук.

7. Исследование высотного и планового положения турбоагрегатов и их фундаментов ст. № 1-4 ЛАЭС с целью отыскания оптимальных величин центровок: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.Г. Конусов. - № ГР 81037000; Инв. № Б 950771,- Новосибирск, 1980, - 40 с,- Отв. исполн. Б.Н. Жуков.

8. Исследование деформаций оборудования и сооружений ЛАЭС и геодезических методов их определения: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.Г. Конусов. - № ГР 0186.0007381. - Новосибирск, 1990, - 58 е.- Отв. исполн. Д А. Черепанов.

9. Исследование деформаций сооружений и оборудования ИАЭС при пуско-наладочных работах: Отчет о НИР (промежуточ.)/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.А. Середович. - № ГР 0183.0027081; Инв. № 028.80016601. -Новосибирск, 1984, - 84 с. - Отв. исполн. Ю.И. Михеев.

10. Исследование деформации сооружений и оборудования И АЭС при пуско-наладочных работах: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В. А. Середович. - № ГР 0183.0027081; Инв. № 028.80016601. -Новосибирск, 1987. -106 с. - Отв. исполн. Ю.И. Михеев.

11. Исследование статических деформаций турбоагрегатов, их фундаментов и подкрановых путей мостовых кранов: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.Г. Конусов. - № ГР 77036127. - Новосибирск, 1980. - 76 с. - Отв. исполн. Ю.И. Михеев.

12. Разработка и исследование геодезических методов контроля монтажа и эксплуатации оборудования ИАЭС: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.А. Середович. - № ГР 0188.0006583; Инв. № 0291.0023627. -Новосибирск, 1991. - 120 с. - Отв. исполн. Ю.И. Михеев.

Введение.

1 Современное состояние геодезического обеспечения эксплуатируемых АЭС.

1.1 Конструктивные особенности оборудования реакторных блоков РБМК-1000, 1500.

1.2 Современное состояние высокоточных инженерно-геодезических измерений при определении деформаций на энергетических объектах.

1.2.1 Геометрическое нивелирование короткими лучами.

1.2.2 Гидростатическое нивелирование.

1.2.3 Методы высокоточных створных измерений.

1.3 Пути совершенствования способов геодезического обеспечения эксплуатации оборудования реакторных блоков АЭС. Цель исследований.

2 Разработка требований к технологии геодезического контроля оборудования реакторных блоков АЭС.

2.1 Характеристика внешних условий выполнения геодезических измерений при эксплуатации оборудования АЭС.

2.2 Исследование норм точности и цикличности геодезического контроля деформаций сооружений и технологического оборудования на АЭС.

2.3 Разработка требований к технологии геодезического контроля.

3 Геодезический контроль геометрических параметров оборудования РБМК.

3.1 Разработка способов определения смещений направляющих РЗМ в горизонтальной плоскости.

3.1.1 Определение прямолинейности направляющих крана тележки РЗМ.

3.1.2 Определение разворота осей направляющих относительно осей реактора.

3.2 Определение смещений направляющих РЗМ в вертикальной плоскости. 59 3.2.1 Контроль вертикальности и прямолинейности скафандра РЗМ.

3.2.2 Определение деформаций моста РЗМ.

4 Разработка и исследование способов геодезического обеспечения перегрузки реактора РБМК.

4.1 Системное представление взаимодействия перегручного комплекса и ядерного реактора.

4.2 Геодезическое обеспечение перегрузки реактора.

4.2.1 Устранение влияния недокомпенсации строительного подъема балок моста РЗМ.

4.2.2 Выявление тепловых деформаций стен ЦЗ-1.

4.2.3 Планово-высотная съемка направляющих РЗМ.

4.3 Математическое моделирование пространственного положения скафандра РЗМ на базе геодезических данных.

4.3.1 Математическое обеспечение моделирования пространственного положения РЗМ.

4.3.2 Геодезическое обеспечение математического моделирования пространственного положения скафандра РЗМ.

4.3.3 Анализ результатов моделирования в производственных условиях Игналинской АЭС.

4.3.4 Анализ системы допусков на геометрические параметры перегрузочного оборудования РБМК.

4.4 Анализ неуспешных перегрузок ТК по их локализации на реакторах ИАЭС.

4.5 Контроль прямолинейности подвесок ТВС.

Реализация энергетической программы - одно из основных условий развития промышленности на базе новейших достижений науки и техники. Важная роль в электроснабжении принадлежит атомной энергетике. В связи с этим, требования к безопасности эксплуатации атомных электростанций (АЭС), как экологически опасных объектов, по сравнению с другими объектами энергетики имеют более жесткий характер.

В настоящее время реакторами большой мощности канального типа (РБМК) оснащены и эксплуатируются реакторные блоки таких атомных электростанций как Ленинградская, Курская, Смоленская, Игналинская и Чернобыльская. Как известно, одним из основных достоинств АЭС с реакторами канального типа является их работа без снижения мощности при замене ядерного топлива - тепловыделяющих сборок (TBC).

Перегрузка топлива реакторов канального типа подразумевает взаимодействие различных компонентов оборудования и сооружений, так или иначе участвующих в этом процессе. Их геометрические параметры и взаимное пространственное положение в момент перегрузки строго определены в нормативных документах. Усилиями ученых-геодезистов разработаны и реализованы па АЭС с реакторами большой мощности канальными (РБМК) методы, средства и технологии, обеспечивающие контроль геометрических параметров узлов перегрузочного комплекса при выполнении выгрузки и загрузки реактора. Однако опыт выполнения этих работ выявил ряд проблем:

- несоответствие определнных нормативных требований реальным условиям эксплуатации перегрузки (например, допускаемое нормативными требованиями превышение высотных отметок головок рельсов тележки разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ) приводит к недопустимым отклонениям скафандра РЗМ от вертикальности;

- отсутствие надежного входного контроля прямолинейности подвесок TBC - одного из главных факторов надежности перегрузки реактора;

- необходимость разработки мер по устранению влияния преднамеренного выгиба балок моста РЗМ, приводящего к недопустимым отклонениям оси скафандра РЗМ от вертикальности при перегрузке периферийных каналов реактора;

- необходимость анализа системы допусков на геометрические параметры всех участвующих в перегрузке узлов технологического оборудования.

Целью данной работы является разработка методов и средств геодезического контроля геметрических параметров сооружений и оборудования перегрузочного комплекса РБМК с учетом реальных условий действующего реактора, а также математическое и программное обеспечение обработки результатов измерений для обеспечения безопасности эксплуатации перегрузочных комплексов АЭС.

Для достижения указанной цели в работе решены следующие научно-технические задачи:

- выполнено математическое моделирование пространственного положения скафандра РЗМ в момент перегрузки TBC;

- выполнен анализ системы допусков на геометрические параметры направляющих РЗМ на основе данных моделирования положения РЗМ;

- выполнен статистический анализ неуспешных перегрузок TBC в конкретных технологических каналах реактора;

- разработана технология геодезического обеспечения устранения влияния строительного подъема балок моста РЗМ на его пространственное положение при перегрузке реактора и создана методика расчета толщины компенсирующих подкладок под направляющие;

- разработана система входного контроля прямолинейности подвесок тепловыделяющих сборок;

- создано программное обеспечение компьютерной обработки результатов планово-высотной съемки направляющих РЗМ;

- разработан способ створных измерений с применением макрофотографи-ровапия для наблюдения за тепловыми деформациями степ центрального зала.

Научная новизна.

Для повышения надежности перегрузки реакторов РБМК были впервые выполнены исследования и получены следующие результаты:

- выполнено математическое моделирование взаимодействия направляющих моста, тележки перегрузочного комплекса и скафандра РЗМ, результаты которого позволяют получать: а) поправки в координаты каналов при использовании автоматических систем наведения; б) информацию о вертикальности РЗМ над любым каналом по геодезическим данным;

- на основании результатов математического моделирования взаимодействия направляющих и скафандра РЗМ выполнен анализ допусков на геометрические параметры направляющих моста и тележки перегрузочного комплекса и получены скорректированные величины допусков;

- на основании данных статистического анализа доказана зависимость возникновения неуспешных перегрузок от наличия преднамеренного выгиба (строительного подъема) балок моста РЗМ, приводящего к недопустимым кренам скафандра;

- разработана эффективная методика устранения влияния преднамеренного выгиба балок моста РЗМ и расчета величин компенсирующих подкладок:

- разработана методика и стенд входного контроля подвесок тепловыделяющих сборок реактора с расчетом величин рихтовок.

На защиту выносятся:

- методика геодезического контроля геометрических параметров технологического оборудования перегрузочного комплекса РБМК с учетом реальных условий действующего реактора;

- математическое и программное обеспечение обработки результатов наблюдений за состоянием технологического оборудования реакторного блока;

- методика математического моделирования пространственного положения скафандра РЗМ в момент перегрузки TBC.

Основные положения диссертационной работы апробированы автором на научно-технических конференциях и семинарах СГГА (НИИГАиК) в период с 1980 по 2000 год.

Практическая реализация результатов исследований выполнена на Игналин-ской, Курской и Ленинградской АЭС. Технико-экономическая эффективность от внедрения выполненных разработок подтверждена соответствующими документами, выданными Курской, Ленинградской АЭС и Легопергоремоптом.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов и заключения, библиографии и приложений. Общий объем работы составляет 130 страниц машинописного текста, 22 рисунка, 4 таблицы и 4 приложения. Библиография насчитывает 137 наименований

Выводы:

- результаты выполненных производственных измерений показали, что при движении тележки РЗМ к середине моста строительный подъем отрабатывается не полностью, и остаточная величина достигает от 6 до 8 мм, что ведет к увеличению крена скафандра;

- плановое смещение направляющих в момент движения тележки РЗМ обусловлено закручиванием балок моста, что приводит к неравномерному износу направляющих;

- предложенные способы определения геометрических параметров обеспечивают заданную точность измерений, однако не обеспечивает минимум времени на пребывание исполнителей в условиях повышенной радиации.

4 Разработка и исследование способов геодезического обеспечения перегрузки реактора РБМК

4.1 Системное представление взаимодействия перегручного комплекса и ядерного реактора

Перегрузочный комплекс реактора РБМК относится к сложным конструктивным и технологическим системам. В основе данной системы лежит взаимодействие РЗМ и технологических каналов реактора. Для эффективного изучения и управления необходимо взаимодействие РЗМ и реактора представлять в виде сложной динамической системы, параметры которой изменяются как во времени, так и в пространстве. Структурная блок-схема динамической системы взаимодействия РЗМ и реактора приведена на рисунке 14.

На подсистему «РЗМ-реактор» воздействуют как детерминированные, так и стохастические факторы. К детерминированным факторам можно отнести: технологические недостатки сборки и монтажа РЗМ, TBC и технологических каналов реактора. К стохастическим факторам относятся: осадки и деформации фундаментов, тепловые деформации несущих конструкций, разрушение подстилающего слоя бетона под направляющими РЗМ и т.д.

Подсистема «РЗМ-реактор» Подсистема «геодезические наблюдения и математическая обработка» з3

- вектор оценок параметров динамической системы; у* - вектор геодезических наблюдений. Рисунок 14 - Структурная блок-схема динамической системы взаимодействия РЗМ и реактора РБМК

Математическое представление динамической системы может быть осуществлено системой уравнений вида: где X1 - вектор параметров динамической системы;

Т7 - функция связи, отражающая изменение параметров системы при переходе от (г -1) к t моменту наблюдений;

Р{ - вектор детерминированных воздействий;

- вектор стохастических воздействий. При этом вектор состояния динамической системы запишется в виде: где X' - вектор параметров динамической системы; Х| - вертикальность скафандра РЗМ; Х2 - прямолинейность скафандра РЗМ; Х3 - вертикальность трактов ТК; Х4 - прямолинейность трактов ТК; Х5 - прямолинейность тепловыделяющей сборки;

Т - знак транспонирования. Подсистема геодезических наблюдений и математической обработки содержит следующие блоки:

- блок геодезических наблюдений, включающий створные и нивелирные наблюдения за прямолинейностью и вертикальностью направляющих РЗМ, скафандра РЗМ, тележки скафандра, тепловыделяющих сборок, трактов ТК;

25)

-блок математического моделирования пространственного положения РЗМ содержит математическое и программное обеспечение процесса моделирования;

- блок определения геометрических параметров служит для сравнения действительных геометрических параметров с их допустимыми значениями, регламентируемыми нормативными требованиями;

- блок расчета рихтовок предназначен для получения рихтовочных величин для целей исправления геометрических параметров динамической системы;

- блок контроля и управления предназначен для контроля и управления перегрузочных процессов.

На подсистему геодезических наблюдений и математической обработки воздействуют случайные е\ и систематические ошибки геодезических наблюдений и методические ошибки моделирования 8.

4.2 Геодезическое обеспечение перегрузки реактора

Перегрузка реактора РБМК - технологический процесс, требующий при его осуществлении соблюдения многочисленных геометрических требований. Главными требованиями, обеспечивающими успешную перегрузку, являются соблюдение геометрических параметров таких взаимозависимых основных компонентов перегрузки, как:

- вертикальность и прямолинейность скафандра РЗМ;

- вертикальность и прямолинейность тракта ТК;

- прямолинейность тепловыделяющей сборки.

Вертикальность скафандра РЗМ, в свою очередь, зависит от многочисленных факторов, которые необходимо выделять и учитывать. Среди них такие как геометрическое положение направляющих РЗМ, рельсовых путей тележки РЗМ, наличие преднамеренного выгиба (строительного подъема) балок моста РЗМ. Не решена проблема точного автоматического наведения на технологический канал. Существуют факторы, оказывающие косвенное влияние на качество перегрузки, надежность работы перегрузочного оборудования, выявление которых представляет определенные трудности, а их прогнозирование зачастую невозможно. Например, тепловые деформации отдельных стен, вызванные нарушением термоизоляции или разрушение подстилающего слоя бетона под направляющими РЗМ, вызванное нарушениями технологии укладки бетона при монтаже направляющих моста РЗМ.

Своевременное выявление нарушения геометрических параметров технологического оборудования геодезическими методами позволяет избегать аварийных ситуаций, разрабатывать мероприятия по устранению нежелательных явлений.

4.2.1 Устранение влияния недокомпенсации строительного подъема балок моста РЗМ

Ранее отмечалось [20], что одним из основных условий надежной работы РЗМ является отвесное положение оси скафандра при перемещении перегрузочного комплекса в пределах кольца реактора. Как известно, отвесное положение оси скафандра обеспечивается в основном горизонтальным расположением направляющих моста и тележки.

При проведении запланированного комплекса геодезического контроля геометрических параметров перегрузочного оборудования были обнаружены значительные отклонения оси скафандра РЗМ от вертикальности, зависящие от расположения тележки на мосту как показано на рисунке 15.

Наличие недопустимых значений кренов скафандра подтверждается показаниями автоматического регистратора крена приведенными в таблице 3 и данными геодезических измерений. В таблице 1 X' и У - линейное отклонение низа скафандра от проектного положения, соответственно вдоль осей X и У.

Как видно ив таблицы, скафандр имеет максимальные отклонения от вертикальности когда тележка находится в крайнем положении у 28 оси. Отсутствие таких отклонений при расположении тележки у 24 оси объясняется дефектами монтажа моста РЗМ, приведшими к превышению концов балок оси 24 в среднем на 15 мм над осью 28.

Рисунок 15 - Положение скафандра РЗМ при перемещении тележки

Величины отклонений скафандра РЗМ, в соответствии с таблицей 3, таковы, что могут оказывать существенное влияние на качество перегрузки.

Заключение

На основании выполненного анализа существующих методов геодезического контроля геометрических параметров технологического оборудования реакторных залов были выявлены следующие недостатки:

- установлено несоответствие определенных нормативных требований к геометрическим параметрам технологического оборудования безопасным условиям перегрузки ядерного топлива в реакторах канального типа;

- установлено отсутствие надежного входного контроля прямолинейности подвесок ТВС - одного из главных факторов надежности перегрузки реактора -приводит к нарушению перегрузочного процесса;

- выявлена необходимость разработки мер по устранению влияния преднамеренного выгиба балок моста РЗМ, приводящего к недопустимым отклонениям скафандра РЗМ от вертикальности при перегрузке периферийных каналов реактора;

- существующие методы определения геометрических параметров оборудования реакторных залов, в связи с их трудоемкостью, приводят к длительному пребыванию персонала в зоне работы реактора.

Для устранения указанных недостатков нами выполнены теоретические и практические разработки, которые заключаются в следующем:

- разработана методика геодезического контроля геометрических параметров технологического оборудования перегрузочного комплекса РБМК с учетом реальных условий действующего реактора;

- разработан математический аппарат моделирования пространственного положения скафандра РЗМ и создано программное обеспечение;

- выполнен анализ системы допусков на геометрические параметры направляющих РЗМ на основе данных моделирования положения РЗМ, выявлено несоответствие допусков требованиям эксплуатации и даны рекомендации по их уточнению;

- выполнен статистический анализ неуспешных перегрузок технологических каналов по их локализации на поле реактора и выявлена зависимость возникновения неуспешных перегрузок от наличия строительного подъема балок моста РЗМ;

- разработана технология геодезического обеспечения устранения влияния строительного подъема балок моста РЗМ и расчета толщины компенсирующих подкладок под направляющие, позволяющие сократить число аварийных перегрузок;

- разработана технология входного контроля прямолинейности подвесок тепловыделяющих сборок и расчета рихтовочных данных;

- создано программное обеспечение математической обработки результатов планово-высотной съемки направляющих РЗМ;

- разработан струнный способ створных измерений для определения горизонтальных деформаций стен центрального зала с применением макрофотографирования.

В комплексе результаты исследований, выполненных в диссертационной работе, представляют собой современную, оперативную методику геодезического

114 обеспечения безопасной эксплуатации перегрузочных комплексов атомных электростанций, оснащенных реакторами РБМК.

1. Воронин Л.М. Проектирование и строительство сооружений АЭС. -М: Атомиздат, 1980.

2. Дубровский В.Г. и др. Строительство АЭС.-М.: Энергия, 1979.

3. Конвиз B.C. Некоторые вопросы проектирования и строительства АЭС с кипящими реакторами канального типа // Атомные электростанции.- Вып.1.-М.: Энергия, 1977.-С.49-65.

4. Маргулова Т.Х. Атомные электрические станции,- 3-е изд. -М.: Высшая школа, 1978. 360 с.

5. Стерман Л.С. Тепловые и атомные электростанции.- М.: Атомиздат, 1975.

6. Бугаев А.И., Кокот Д.М. Наблюдения за горизонтальными смещениями плотины Саяно-Шушенской ГЭС методом вытянутых треугольников //Гидр.-техн. стр-во.- 1982.- №7,- С.43-47.

7. Жилкин В.А. Геодезический контроль сооружений на энергетических объек-тахЮнерг. стр-во. -1982. -№ 1 -. С. 3 9-41.

8. Руководство по определению кренов инженерных сооружений башенного типа геодезическими методами / Центр, н.-и. и проект.-эксперим. ин-т организации, механизации и техн. помощи стр-ву Госстроя РФ.- М.: Стройиздат, 1981.- 55 с.

9. Стебнев В.И. О наблюдениях за кренами дымовых труб Казанской ТЭЦ-1// Геодезические методы определения крена промышленных дымовых труб. Казань, 1981. С.30-34. Рук. деп. в ЦНИИГАиК 01.10.81. - № 65-81. Деп.

10. ГОСТ 23615-79 и др. Система обеспечения геодезической точности в строительстве. Статистический анализ точности. Общие правила контроля точности: Сборник,- Введ.-01.01.80.-М.: Изд-во стандартовД979. -30 е.- Содерж: ГОСТ 23615-79-ГОСТ 23616-79. 30 с.

11. ГОСТ 8.051-73 Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров от 1 до 500 мм,- Введ. 01.01.74.-М.:Изд-во стандартов, 1973.-10 с.

12. Жуков Б.Н. Нормирование точности основа повышения качества инженерно-геодезических работ//Астрономические и геодезические исследования. Труды седьмого съезда ВАГО: Москва, 1982, С.76-79.

13. СНиП III-2-75 Геодезические работы в строительстве Утверждены Госстроем РФ 19.05.75, введены 1.07.76 - С.22. УДК 69.083.75/2528.48. от 19 мая 1975 г.- М.: Стройиздат, 1976. - 23 с.

14. Василевский В.П. и др. РБМК-1000 серийный энергетический реактор электрической мощностью 1000 МВт//Вопросы атомной науки и техники. Сер. Физика и техника ядерных реакторов.-1978. - № 1/21. - 4.1.- С.14-27.

15. Дорощук В.Е. Ядерные реакторы на электростанциях.- М.: Атомиздат, 1977. 208 с.

16. Ковшов А.И. Монтаж водо-водяных атомных реакторов,- М.: Энергия, 1979.

17. Полушкин К.К. Монтаж канальных уранграфитовых атомных реакторов.-М.: Энергоиздат, 1981.

18. Фейнберг С.М. Быстрые газовые и тепловые реакторы-размножители // Атомная энергия.- 1971. -Т.37.-Вып.1.-С.3-Ю.

19. Жуков Б.Н., Уставич Г.А. Определение центровок турбоагрегатов геометрическим нивелированием//Геодезия и картография. -1977. -№7. -С.25-30.

20. Исследование деформаций сооружений и оборудования ИАЭС при пуско-наладочных работах: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.А. Середович. №

21. ГР 0183.0027081; Инв. № 028.80016601. -Новосибирск, 1984. 84 с. - Отв. исполн. Ю.И. Михеев.

22. Исследование деформаций верхнего строения фундаментов турбоагрегатов / Уставич Г.А., Жуков Б.Н., Малиновский А.Л. и др.// Геодезия и картография.- 1978. № 9.-С.34-37.

23. Тышук О.Л. Определение вертикальности оси ротора циркуляционного насоса геодезическими методами // Межвуз. сб./ НИИГАиК.- 1981. -Т. 13(53).-С.89-93.

24. Уставич Г.А. Применение нивелира НА-1 для микронивелирования.- Геодезия и картография, 1979. № 8.- С.30-31.

25. Жуков Б.Н., Уставич Г.А. Пути повышения точности геодезических измерений в условиях влияния возмущающих воздействий// Межвузовский сб./НИИТАиК.-1979.-Т.7(47).-С.9-12.

26. Уставич Г.А. Влияние внешних факторов при наблюдении за оборудованием // Геодезия и картография.-1979.- № 5.-С.33-37.

27. Шаульский В.Ф. Особенности эксплуатации нивелиров с компенсаторами в условиях вибрации на промышленных площадках // Межвуз. сб. НИИГАиК.-1981. С. 17-22.

28. Васютинский И.Ю. Влияние вибрации на точность гидростатического нивелирования //Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. 1977.- № 5. - С.43-50.

29. Еренков В.Д. Монтаж турбоагрегатов мощностью 500 МВт//Энергетическое строительство.- 1978. -№2. -С.17-18., 146

30. Геодезические работы при монтаже и эксплуатации турбоагрегатов / Уставич Г.А., Малиновский АЛ., и др.// Геодезия и картография. 1979. - №10.- С. 29-34.

31. Уставич Г.А. Определение деформаций турбоагрегатов АЭС методом створных измерений //геодезия и картография.-1979. № 6. -С.31-34.

32. Неволин А.Г. Определение ошибок взаимного положения пунктов инженерно-геодезических сетей // Межвуз. сб. / НИИТАиК.-1984. Т.22(62).

33. Соколов Ю.Г. Измерение осадок инженерных сооружений в условиях вибрации. Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Спец. 05.500. Геодезия, 1972.

34. Тыщук О.Л., Михеев Ю.И. Определение деформаций турбоагрегатов К-500/65-3000 в горизонтальной плоскости // Межвуз. сб./НИИГАиК.-1982.-Т.16(56).-С.41-49.

35. Брайт П.И. Геодезические методы измерения деформаций оснований и сооружений.» М.: Недра, 1965. 298 с.

36. Методические указания по наблюдениям за осадками фундаментов деформациями конструкций зданий и сооружений и режимом грунтовых вод на тепловых электростанциях.-М.: Энергонот, 1973. 65 с.

37. Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений / Научн.-исслед. ин-т оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова.- М.: Стройиздат, 1975. 156 с.

38. Шеховцов Г.А. О необходимой точности геодезических наблюдений за деформациями сооружений // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.- 1976. -№1.-С.25-31.

39. Столбов Ю.В., Столбов В.В. О необходимой точности измерения деформаций и осадок фундаментов // Промышленное стр-во.-1976. № 5. С.41-43.

40. Михелев Д.Ш., Рунов И.В., Голубцов А.И. Геодезические измерения при изучении деформаций крупных инженерных сооружений.- М.: Недра, 1977. 151 с.

41. Правила наблюдений за осадками зданий и сооружений тепловых электростанций РЖ-34001-73.-М.: Теплоэлектропроект, -1973.

42. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей.- 13-е изд., перераб. и доп. М.: Энергия,1977.-288с.

43. Марков И.Н., Крайнер Г.Б., Сацердатов П.А. Погрешности и выбор средств при линейных измерениях. М.: Машиностроение, 1967. - 392 с.

44. Практическое пособие по метрологическому обеспечению строительного производства.- М.: Стройиздат,1973. 64 с.

45. Столбов Ю.В. Расчет точности геодезической разбивки осей сборных сооружений различными методами // Научи, труд./ Омск, с-х ин-та.- 1975.-С. 136. Реф: РЖ Геодезия и аэросъемка, 1981, 10.52.218.

46. Кендалл М.Д., Стьюарт Т.А. Статистические выводы и связи. -М., Наука, 1973. 889с.

47. Тыщук О.Л. Определение деформаций моста РЗМ //Межвуз. сб. /НИИГАиК. Исследования по совершенствованию средств и методов инженерной геодезии. Новосибирск, 1984.

48. Определение крена скафандра РЗМ //Уставич Г.А., Старов В.Д., Тыщук О.Л., Снопков В.Н. и др. Геодезия и картография.-1982. № 10. - С.26-29.

49. Абалаков Б.В., Резников Б.И. Монтаж паровой турбины и генератора 300 МВт . М.: Энергия, 1971.

50. Афанасьев В.А., Усов B.C. Оптические приборы и методы контроля непрямолинейности в инженерной геодезии,- М.: Недра, 1973.

51. Барсуков Г.И. Монтаж главных циркуляционных насосов ГЦН-195 //Энерг. стро-во. 1980, № 7. - С. 17-19.

52. Бауск Е.А. Наблюдения за деформациями оснований и фундаментов по новой системе нивелирования //Основания и фундаменты. -Киев, 1982. № 15. -С. 11-14.

53. Беляев A.A., Куценко Г.Д., Слабодинский Я.Х. Измерения положения элементов турбин К-500-65 ТХГЗ при сборке ее на стенде завода изготовителя //Энергетическое строительство.-1977. № 3. -С.57-58.

54. Большаков В.Д., Гайдаев П.А. Теория математической обработки геодезических измерений.- М.: Недра, 1977.

55. Васютинский И.Ю. Гидростатическое нивелирование.- М.: Недра, 1976. 167 с.

56. Васютинский И.Ю. Гидронивелирсвание. М.: Недра, 1983.- 180с.

57. Васютинский И.Ю., Рязанцев Г.Е., Ямбаев Х.К. Геодезические приборы при строительно-монтажных работах.- М.: Недра, 1962.- 272 с.

58. Воронцов Г.Н. Экспериментальные исследования системы фундамент-основание на турбоагрегате мощностью 1200 МВт Костромской ГРЭС// Энергетика и электрификация. Экспресс-информ: Сер. Стро-во тепловых электростанций,-1981.-Вып. 1(427). -С.18.

59. Ганыпин В.Н. Измерение вертикальных смещений сооружений и анализ устойчивости реперов,- М.: Недра,1981. 215 с.

60. Ганыпин В.Н., Репалов И.М. Геодезические работы при строительстве и эксплуатации подкрановых путей,- М.: Недра, 1972, 110с.

61. Герасименко М.Д., Шароглазова Г.А. Определение современных движений земной коры из повторных измерений//Геодезия и картография . 1985. -№7. - С.25-29.

62. Глузштейн Ю.О., Гуревич Г.И. и др. Исследование деформаций турбоагрегата К-500-65/3000 и его фундамента // Электрические станции.- 1984. №2 -С.4-6.

63. Горелов В.А. Опыт выполнения створных измерений при установке оборудования научно-экспериментальной базы Серпуховского ускорителя // Специальные инженерно-геодезические и геологические исследования. Проектирование,- 1974.- №1(8). С.57-62.

64. Грузин В.В. и др. Лазерные геодезические инструменты в строительстве.-М.: Недра, 1977. 166 с.

65. Грузин Н.Е. Выверка подкрановых путей с помощью лазера и телевизионной установки//Промьппленное строительство.-1978. -А4. -С.44-55.

66. Дворецкий Н.П. Исследование точности угловых измерений в условиях строительства АЭС//Энерг. стр-во.- 1982. №5.-С.70-71.

67. Дроздов Н.Д. Линейная алгебра в теории уравнивания измерений.- М.: Недра, 1972. 216 с.

68. Жуков Б.Н. Геодезическая съемка подкрановых путей действующих тепловых электростанций // Электрические станции.-1972. -№1.-С.49-52.

69. Жуков Б.Н. Определение крена высоких труб методом измерения горизонтальных направлений//Промьппленное стр-во.-1972.-№4.

70. Жуков Б.Н. Роль прикладной геодезии в решении проблемы системы турбоагрегат-основание //Материалы ХХХ1У научи.-техн. конф. НИСИ, Новосибирск, 1977, -С.30-31.

71. Зайцев А.К., Сабчук В.Г. Об уравнивании результатов периодических наблюдений геодезических сетей // Изв.вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.1971.-№5. С. 19-24.

72. Зеленский A.M. Ускоренная съемка подкрановых путей//Тр. НИИГАиК,1972. -Т.ХХУ1.-С. 147-151.

73. Зеленский A.M. Об одной ошибке веерообразного нивелирования// Геодезия и картография. №1. -С.27-30.

74. Зеленский A.M. Об определении кренов высоких сооружений башенного типа// Геодезия и картография.- 1974.-№12. -С.30-33.

75. Карасев В.И. О совершенствовании оптических способов выверки корпусных деталей турбин // Энергетическое строительство. -1977. -№ 5. С.38-39.

76. Карасев В.И. Погрешность измерения при проверке центровки роторов// Энергетическое стр-во.- 1974.- №7.- С.26-30.

77. Контрольно-измерительная аппаратура и натурные наблюдения// Энергетика и электрификация. Сер. Гидроэлектростанции:-1982. -Вып.2. -С.44-46.

78. Кудрявцев А.К. Применение оптических приборов при монтаже реактора ВВЭР-1000// Энерг. стр-во.- 1983.-№8. -С.25-26.

79. Лобов М.И. Создание стабильной плановой геодезической сети при строительстве реакторного отделения АЭС // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.-1985.-№5. -С.32-38.

80. Лобов М.И. Электромеханическая система измерения сдвигов сооружений// Геодезия и картография, 1987. -№2. -С.23-25.

81. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве / Под общ. ред. В.Д.Большакова.- М.: Недра, 1976. 335 с.

82. Мовсесян P.A., Бархударян А.И. Теоретические основы метода гидродинамического нивелирования // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. -1976. -№1. -С.9-Г4.

83. Мурзайкин И.Я. Усовершенствование способа подвижной марки при створных определениях // Геодезия и картография.-1977. М. -С.31-32.

84. Наблюдение за осадками сооружений Новокемеровской ТЭЦ: Отчет о НИР/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии (НИИГАиК); Руководитель В.Я. Яшин. № ГР 7605231; Инв. № В 914394. -Новосибирск, 1980. - 67 с. - Отв. исполн. B.C. Куликов.

85. Николаев С.А. Статистические исследования осадок инженерных сооружений,- М.: Недра, 1983. 118 с.

86. Николаев С.А. О точности наблюдений за осадками инженерных сооружений//Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.-1978. -№6. -С. 10-13.

87. Осоловский В.П. Эксплуатация фундаментов энергетического оборудования ТЭС. М.: Энергия, 1980. - 168 с.

88. Перепечкин A.A. Определение деформаций верхней плиты фундамента турбоагрегата мощностью 800 МВт Славянской ГРЭС // Электрические станции.- 1974. № 9. - С.50-52.

89. Пискунов М.Е. Методика геодезических наблюдений за деформациями сооружений,- М.: Недра, 1980. 248 с.

90. Перепечкин A.A. Об оптимальной длине визирного луча при измерении осадок сооружений // Геодезия и картография, 1976.-Ж- С.42-46.

91. Петросьянц A.M. Современные проблемы атомной науки и техники в РФ,-М.: Атомиздат, 1976. 432 с.

92. Полищук В.И. Гидродинамический способ определения крена высотных сооружений // Геодезия, картография и аэрофотосъемка.- 1972. № 28.-С. 106107. Правила устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов.1. М.: Недра, 1968. 320 с.

93. A.C. 403946 (РФ) Прибор для определения величины и направления крена сооружения / A.M. Зеленский (РФ).-1738328/29-14, заявл. 17.01.72; Опубл.26.10.73. Бюлл.№43.

94. Рабинович И.Е. Уравнивание свободных сетей и задача контроля устойчивости высотной основы // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. 1977. -Вып.4. -С. 70-78.

95. Раинкин В .Я. Определение деформаций сооружений башенного типа посредством измерения горизонтального и вертикального углов с одного опорного пункта // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. 1972. - С. 43-51.

96. Разумов О.С. О некоторых преобразованиях корреляционной матрицы // Геодезия и картография.- 1984. №1.-С. 14-17.

97. Резанов A.A. Метод нивелирования наклонным лучом без измерения расстояний до определяемых точек // Межвуз. сб./ НИИГАиК -1981. Т. 13(53).-С.23-30.

98. Руководство по наблюдениям за деформациями фундаментов зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1967. - 12С с.

99. Сердюков В.М. Фотограмметрия в инженерно-строительном деле. -М.: Недра, 1970. 134 с.

100. Середович В.А. , Михеев Ю.И. Задачи геодезическиго обеспечения перегрузочного комплекса реакторов типа РБМК. Совершенствование методов инженерно геодезических работ: Межвуз. сб. научи, тр. НИИГАиК. Новосибирск, 1988. -с. 94-99.

101. Слонимский И.Б. Монтаж насосов энергетических блоков.- М.: Энергия, 1976.-312 с.

102. Современное состояние геодезического обеспечения эксплуатации атомных электростанций: Обзор. информ./ЦНИИГАиК,- Вып. 72. 1983.

103. Спиров В.А. Измеритель кривизны ИКС-1 // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.- 1964.- №6.- С.133-141.

104. Справочник по инженерной геодезии / Под рук. Н.Г. Видуева.- Киев: Вшца Школа, 1978. 376 с.

105. Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам/ Под ред. В.Д. Большакова, Г.П. Левчука,- М.: Недра, 1980.-781с.

106. Стороженко А.Ф. Метод анализа устойчивости реперов// Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.- 1973.- № 4.- С.41-45.

107. Уставич Г.А. Насадка для исправления угла г //Геодезия и картография.-1976. -№ 11.- С.27-30.

108. Уставич Г.А. Применение гидростатического нивелирования для наблюдения за осадками турбоагрегатов // Геодезия и картография.- 1977. -№3.-С.33-37.

109. Уставич Г.А. Теневой способ высокоточного нивелирования при монтаже оборудования // Геодезия и картография.-1979. -№1. -С.36-39.

110. Геодезические измерения для определения деформаций мощных турбоагрегатов в вертикальной плоскости / Уставич Г.А., Дюков В.П., Черепанов Д.А. и др.// Межвуз. сб./ НИИГАиК.-1079.- Т.7(47).-С.63-71.

111. Уставич Г.А., Михеев Ю.И., Тыщук О.Д. и др. Исследование деформаций турбоагрегата К-500-65/3000 и его фундамента // Электрические станции. -1984. № 1. - С. 4 - 6.

112. Уставич Г.А., Михеев Ю.И., Черепанов Д.А. и др. Геодезические работы при монтаже направляющих РЗМ реактора РБМК. // Геодезия и картография. -1986. № 1. - С. 17 -19.

113. Уставич Г.А., Тыгцук О.Л. Геодезические методы монтажа вертикальных роторов // Геодезия и картография.- 1981. №3. -С.28-31.

114. Федосеев Ю.Е. Анализ способов исследования устойчивости реперов высотной основы//Межвуз. сб./ МИИГАиК.-1977. -С.39-49.

115. Цетельник Н.П. Наблюдения за осадками и кренами дымовых труб большой высоты //Геодезические методы определения крена промышленных труб Новочеркасск.- 1981.-С.38-65. -Деп. в ЦНИИГАиК 01.10.81, № 65-81.

116. Черепанов Д.А. Определение деформаций турбоагрегатов К-500/65-ЗССО способом створных измерений с помощью малых углов //Межву з, сб./ НИИ-ГАиК.-1982.-Т. 16(56).-С.59-62.

117. Черепанов Д.А. Определение деформаций турбоагрегатов К-5СС/65-3000 способом створных измерений с помощью малых углов// Межвуз. сб./ НИИГАиК, 1982.

118. Черников В.Ф., Зеленский A.M. Створный прибор НИИГАиК// Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.-1969.-Вып.5. С. 122-125.

119. Черников В.Ф. Некоторые приспособления для выверки подкрановых путей геодезическими способами // Тр.НИИГАиК.-1963. -С.103-111.

120. Ямбаев Х.К. Высокоточные створные измерения.- М.: Недра, 1978.- 223.

121. Значение кренов, полученные по результатам моделирования пространственногоположения скафандра РЗМ